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韧性材料的微裂纹扩展与分叉的晶体相场模拟
  • ISSN号:1001-246X
  • 期刊名称:《计算物理》
  • 时间:0
  • 分类:TG111.5[金属学及工艺—物理冶金;金属学及工艺—金属学]
  • 作者机构:[1]广西大学广西有色金属及特色材料加工重点实验室,南宁530004, [2]广西大学物理科学与工程技术学院,南宁530004
  • 相关基金:国家自然科学基金(51161003); 广西自然科学基金重点项目(2012GXNSFDA053001); 广西大学广西有色金属及特色材料加工重点实验室开放基金(GXKFJ12-01); 广西大学科研基金(XJZ110611)资助项目
中文摘要:

采用晶体相场方法研究韧性单晶材料在双轴拉伸条件下微裂纹扩展与分叉的演化过程,分析应变、温度、初始裂口形状等因素对裂纹扩展和分叉的影响.结果表明:对于简单的单向拉伸,应变需要达到一定的临界值,裂纹扩展才会启动.对于二组相互垂直的双轴拉伸作用,当应变达到临界值后,裂纹扩展过程中会发生分叉现象.温度越高,裂纹扩展越快且分叉越多.裂纹在扩展过程中,体系能量不断降低,当裂纹出现分叉时,体系能量降低得更快.在裂纹扩展过程中,有时是会在裂尖处前方出现微小的空洞,类似在裂纹尖端前方出现位错发射情况,这些微小的空洞逐渐扩大连成裂纹.本文所得结果与相关模拟结果和实验结果符合.

英文摘要:

Morphology of microcrack propagation and crack branching of single crystal ductile materials under tensile are simulated with phase-field-crystal method. It shows that shape of notch has a strong effect on crack propagation. With uniaxial tension crack propagation appears if only strain reaches a critical value. With biaxial tension a crack branches if only strain reaches a critical value.Temperature parameter takes significant effects on crack propagation. The smaller the temperature parameter is( the temperature is higher),the faster the cracks propagate and the more the crack branches are. It is observed that free energy of system decreases with time and decreases faster after crack starts to branch. During crack propagation,disconnectedly isolated cavities around the main cracks can be found and these defects become new cracks. They grow up along a line and become a branching crack. Simulated results are in agreement with other simulations and experimental results.

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期刊信息
  • 《计算物理》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国核学会
  • 主编:朱少平
  • 地址:北京海淀区丰豪东路2号北京应用物理与计算数学研究所
  • 邮编:100094
  • 邮箱:jswl@iapcm.ac.cn
  • 电话:010-59872547 59872545 59872547
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-246X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2011/O4
  • 邮发代号:2-477
  • 获奖情况:
  • 1992年获“全优期刊”奖,《CAJ-CD规范》执行优秀奖
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:4426